Физиология — наука о функциях живого организма¶
Физиология — раздел биологии, изучающий функции живых организмов, их органов, тканей и клеток, а также механизмы и законы их жизнедеятельности. Слово происходит от греческих «physis» (природа) и «logos» (учение). В простых словах, физиология отвечает на вопрос, как организм работает: как дышит, питается, двигается, размножается, реагирует на внешние раздражители и поддерживает постоянство внутренней среды.
¶Предмет и задачи науки
Физиология изучает явления, происходящие в живой системе в реальном времени: сокращение мышц, прохождение нервного импульса, секрецию гормонов, всасывание питательных веществ, выделение продуктов обмена. В отличие от анатомии, которая описывает строение («из чего состоит»), физиология объясняет, как это строение функционирует.
Основные задачи:
- установление закономерностей работы органов и систем;
- выяснение механизмов приспособления организма к изменяющимся условиям среды;
- объяснение целостности организма как единой системы;
- разработка физиологических основ профилактики и лечения заболеваний.
¶Разделы физиологии
Физиология делится на ряд крупных направлений:
| Раздел | Объект изучения |
|---|---|
| Общая физиология | общие закономерности живого, теории возбуждения, адаптации |
| Физиология человека | функции органов и систем человека |
| Физиология животных | функции организма животных, включая домашних |
| Физиология растений | процессы фотосинтеза, роста, водного обмена у растений |
| Клеточная физиология | процессы, происходящие на уровне клетки и мембран |
| Нейрофизиология | работа нервной системы и головного мозга |
| Эндокринология | функции желез внутренней секреции и гормонов |
| Физиология труда и спорта | реакции организма при физической и умственной нагрузке |
¶Краткая история
Зарождение физиологии связано с античной медициной. Гиппократ (IV век до н. э.) рассматривал болезнь как нарушение баланса «телесных соков». Клавдий Гален (II век н. э.) впервые провёл систематические эксперименты на животных, описав работу сердца, нервов и мышц.
Переломным стал XVII век: Уильям Гарвей в 1628 году открыл малый круг кровообращения, доказав, что кровь движется по замкнутой системе сосудов. Развитие микроскопии позволило Ивану Павлову, Илье Мечникову, Отто Лёви и другим исследователям XIX–XX веков разобрать процессы на клеточном и молекулярном уровне. И. П. Павлов получил Нобелевскую премию (1904) за работы по физиологии пищеварения и разработал учение о высшей нервной деятельности.
¶Основные понятия
Гомеостаз — способность организма поддерживать относительное постоянство внутренней среды (температуры, давления, состава крови) при изменении внешних условий. Именно гомеостаз объясняет, почему температура тела человека держится около 36,6 °C независимо от погоды.
Возбуждение — специфический ответ живой ткани на раздражение, проявляющийся в изменении электрического потенциала мембраны. Нервные клетки передают сигналы именно в форме возбуждения.
Рефлекс — регуляторная реакция организма на раздражение при участии нервной системы. Рефлекторная дуга включает рецептор, афферентный нейрон, центр, эфферентный нейрон и эффектор.
Адаптация — приспособление организма к новым условиям среды, проявляющееся на всех уровнях — от клеточного до поведенческого.
¶Методы исследования
Физиология опирается на эксперимент. Основные методы:
- хирургический — выключение или изолирование органа для изучения его роли;
- физиологический эксперимент — регистрация параметров работы органа в контролируемых условиях;
- клинический — наблюдение за пациентом, измерение показателей (ЭКГ, ЭЭГ, спирометрия);
- биохимический — анализ состава крови, тканей, мочи;
- метод электронейромиографии — запись электрической активности мышц и нервов.
¶Физиология и медицина
Практическое применение физиологических знаний огромно. Понимание работы сердца позволило создать электрокардиографию и кардиостимуляторы. Исследование нервной системы лежит в основе анестезиологии. Физиология сна объясняет механизмы бессонницы и разрабатывает рекомендации по режиму. Спортивная физиология определяет допустимые нагрузки и методы восстановления.
В России физиологическая школа сложилась в XIX веке и получила мировое признание. Санкт-Петербургский университет, Московский университет и Институт экспериментальной медицины стали центрами исследований. Вклад российских учёных — открытие условных рефлексов, теория функциональных систем А. В. Ухтомского, учение И. М. Сеченова о центральном торможении.
¶Интересные факты
- В состоянии покоя организм взрослого человека потребляет около 2000 ккал в сутки, а при тяжёлой физической работе — до 5000 ккал и более.
- Нервный импульс распространяется по волокну со скоростью до 120 м/с.
- Кровь человека совершает полный круг кровообращения примерно за 20–25 секунд.
- Мозг, составляя около 2 % массы тела, потребляет до 20 % кислорода.
Источники:
- Гайтон А. Физиология и механизмы болезней органов человека
- Хаин Р. А. Физиология человека
- Шерингтон Ч. Интегративная деятельность нервной системы
- Ухтомский А. В. Избранные работы по физиологии центральной нервной системы
- Сеченов И. М. Рефлексы головного мозга